Jest się z czego cieszyć. Instytut Fizyki i Chemii Metali WT stał się posiadaczem jednego z najnowocześniejszych mikroskopów elektronowych. na zdjęciu prezentuje go dr Danuta Stróż). Instytut Fizyki zakupił bardzo cenny dyfraktometr rentgenowski, otrzymał także spore środki finansowe na kontynuację budowy oryginalnego spektrometru fotoelektronowego. Może więc oddala się wizja uniwersytetu jako skansenu aparatury naukowej i sfustrowanych badaczy? Na początku roku akademickiego pracownicy dwóch instytutów - Instytutu Fizyki oraz Instytutu Fizyki i Chemii Metali otrzymali dwa bardzo cenne i na najwyższym światowym poziomie zestawy aparatury naukowej a w trzecim przypadku - znaczne środki finansowe na kontynuację budowy urządzenia do eksperymentów wedle oryginalnego projektu. Przedstawiamy owe trzy powody do radości i satysfakcji:

MIKROSKOP ELEKTRONOWY W INSTYTUCIE FIZYKI I CHEMII METALI

Pełna nazwa tego urządzenia brzmi: wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy JEN 3010, wyprodukowany przez japońską firmę Jeol. Kosztuje on ok. 800 tys.$. Mikroskop wyposażony jest w spektrometr dyspersji energii, pozwalający na przeprowadzenie analizy chemicznej próbki w obszarze wielkości 1 nm (1 nanometr - 10-9 m); ponadto mikroskop posiada komorę tzw. wolnego skanowania, umożliwiającą zapis obrazu mikroskopowego w postaci cyfrowej i zapamiętania w komputerze, to zaś umożliwia dowolną obróbkę komputerową obrazu, w efekcie której można wyprowadzić dodatkowe informacje o badanym materiale. Wysokorozdzielczość, zawarta w pełnej nazwie mikroskopu, oznacza możliwość uzyskiwania obrazu szczegółów wielkości pojedynczych atomów. W JEN-ie można badać strukturę materiałów w temperaturach między -200 st. C do + 800 st. Środki na zakup mikroskopu Instytut Fizyki i Chemii Metali WT, kierowany przez prof. dr hab. Henryka Morawca uzyskał w drodze konkursu od Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu SEZAM. Był to program ogłoszony w 1994 roku i dotyczył syntezy i charakteryzacji zaawansowanych materiałów - obszaru, który cieszy się znacznym zainteresowaniem nauki polskiej, mamy w nim pewne osiągnięcia, przede wszystkim zaś, obok informatyki i elektroniki, jest to domena powszechnie uznawana za cywilizacyjną podbudowę XXI wieku. Wśród 34 beneficjentów tego programu nasz IFiChM uzyskał jedną z najwyższych dotacji. Inauguracja pracowni z drogocennym zastawem mikroskopowym która odbyła się 26 października miała uroczysty charakter. Wstęgę przecięli pospołu sam prezes Fundacji prof. dr hab. Maciej W. Grabski i rektor prof. dr hab. Maksymilian Pazdan. A o mikroskopie i wszystkim co się z nim wiąże informacji udzieliła dr hab. Danuta Stróż, zresztą główny negocjator przy wyborze i zakupie mikroskopu.

Na uroczystą inaugurację mikroskopu przyjechał prof. Maciej W. Grabski prezes Zarządu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, z której środków zakupiono mikroskop, która także dotowała budowę spektrometru i z której innego rodzaju wsparcia korzystają także przedstawiciele innych niż ściśle nauk.

DYFRAKTOMETR RENTGENOWSKI W ZAKŁADZIE FIZYKI MAGNETYKÓW

I znów zacznijmy od pełnej nazwy urządzenia: automatyczny, czterokołowy dyfraktometr rentgenowski KM-4 wyprodukowany przez polską, wrocławską firmę "Kuma". Wartość - ok. 2, 5 mld. starych zł.Najbardziej intryguje laika w tej nazwie "czterokołowy", więc od razu wyjaśnijmy, że nie ma to nic wspólnego z mobilnością tego urządzenia w tym sensie iżby był to jakiś rodzaj pojazdu jedno czy dwuśladowego. Generalnie - jak mi, kompletnemu laikowi wyjaśnił to prof. dr hab. Jerzy Warczewski, szef Zakładu - dyfraktometr służy do badania struktury kryształów, a bada się ją w tym urządzeniu poprzez skierowanie na badany kryształ wiązki promieniowania Rtg; wiązka ta na sieci kryształu rozszczepia się i ugina w różnym stopniu a pomiar natężenia owych różnie ugiętych pasm wiązki pozwala wnioskować się o strukturze kryształu. Wnioskujemy - tzn. w praktyce finalnie otrzymać możemy wyrysowaną strukturę kryształu - dzięki programom komputerowym stanowiącym integralną część dyfraktometru. A po co nam ta wiedza? - zapytałem prof. Warczewskiego. (Podobno dzisiejszy średnio rozgarnięty w zakresie fizyki uczeń liceum nie zapytałby o to). Prof. Warczewski odpowiedział mniej więcej tak: chodzi ostatecznie o badanie własności fizycznych ciała stałego, które to ciało - jak wiadomo (!, ?) - na ogół ma strukturę krystaliczną.Otóż własności fizyczne ciała stałego (np. twardość, przewodnictwo elektryczne, cieplne, własności magnetyczne itd.) są związane, są niejako "pochodnymi" struktury budujących go kryształów. Do poznania własności dochodzimy właśnie poprzez poznawanie struktury krystalicznej. Nie spytałem - aby się nie kompromitować - czy nie można by odwrotnie? Wracajmy do naszego dyfraktometru. Jego "czterokołowość" oznacza, iż badany ("oświetlony" wiązką promieni Rtg) kryształ możemy orientować (ustawiać) dowolnie wokół trzech osi (co odpowiada trzem kątom Eulera, które w sposób jednoznaczny wyznaczają orientacje w przestrzeni trójwymiarowej) zaś czwarte koło (oś) to, wokół którego obraca się detektor promieniowania Rtg. Natomiast automatyczność dyfraktometru sprowadza się do tego iż badanie kryształu możemy zaprogramować (zwłaszcza owe najróżniejsze ustawienia kryształu badanego - jego zarówno "płynne" jak i skokowe zmiany położenia) i - pójść sobie do domu, a maszyna wszystko sama zrobi, zarejestruje, wyrysuje, a rano będziemy mieli gotowe wyniki. Taki bajer! I jeszcze jedno, co mocno eksponował prof. Warczewski: dyfraktometr KM-4 to urządzenie, które z pewnością może stanowić chlubę rodzimej myśli i wykonawstwa w zakresie aparatury naukowej na najwyższym światowym poziomie. A więc to także cieszy. Środki na zakup dyfraktometru fizycy otrzymali z budżetu tzn. z Komitetu Badań Naukowych.

POWSTAJE RENTGENOWSKI SPEKTROSKOP FOTOELEKTRONOWY W ZAKŁADZIE FIZYKI CIAŁA STAŁEGO

W Zakładzie Fizyki Ciała Stałego IF powstaje spektroskop XPS, który zainteresował Fundację na rzecz Nauki Polskiej, w efekcie czego budowniczowie tego oryginalnego zestawu badawczego dla przeprowadzania eksperymentów otrzymali w tym roku ok. 500 mln. starych zł na sfinansowanie budowy wchodzących w skład projektowanego zestawu pompy turbomolekularnej Turbovac 151 wraz z zasilaczem i innych koniecznych elementów dostosowanych do pracy w warunkach bardzo wysokiej próżni.

Wobec dosyć powszechnego zafascynowania teorią, istota metod eksperymentalnych jest na ogół pomijana w różnych opracowaniach. W narastającej liczbie informacji o odkryciach, stosunkowo mało miejsca zajmuje opis eksperymentu i aparatury naukowej. W większości opublikowanych prac, pod krótką informacją, że eksperyment wykonano np. przy użyciu aparatury naukowej typu : Spektrometr XPS, kryją się ogromne nakłady finansowe, mikronowa precyzja w mechanicznej obróbce elementów, z których jest zbudowany oraz uzyskanie ekstremalnych warunków pomiarowych (ultra-wysoka próżnia). Rentgenowska spektroskopia fotoelektronowa XPS od kilkudziesięciu lat stosowana jest do badania powierzchni ciała stałego. Umożliwia wyznaczanie zlokalizowanych poziomów elektronowych w atomach, w przypadku związków międzymetalicznych i w stopach metali XPS wykorzystuje się do wyznaczania struktury elektronowej w paśmie przewodnictwa. Uzyskiwane dane pozwalają na interpretację własności magnetycznych, transportu cieplnego i elektronowego itp. w tych materiałach. Uzupełnieniem tej metody są coraz precyzyjniejsze metody obliczeniowe różnych parametrów. Prace nad tego typu zestawem badawczym do prowadzenia eksperymentów, prace w gruncie rzeczy pionierskie na skalę Polski i całkowicie oryginalne trwają już prawie od dwóch lat w naszym Instytucie, angażując dwuosobowy zespół naukowy i specjalistów z warsztatów doświadczalnych. Zmontowaliśmy dotąd układ próżniowy, komorę preparacyjną i komorę XPS. Dalsze prace, dzięki wsparciu FNP, będzie można kontynuować by całość przedsięwzięcia zakończyć w ciągu najbliższych dwóch lat. Nawet przy skromnych możliwościach naukowcy - eksperymentatorzy potrafią zdziałać wiele, należy jednak pamiętać, że upór, zaangażowanie, wręcz poświęcenie, "złote rączki" i takiż "pomyślunek" to dla sukcesu warunki konieczne, lecz jednak nie wystarczające. Nowoczesna fizyka eksperymentalna wymaga ogromnych nakładów, ale też efekty tych nakładów są wyraźnie widoczne.